CN114248274A - 车载机器人和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明开了一种车载机器人和具有其的车辆，所述车载机器人包括：头部，所述头部设有摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个。俯仰机构，所述头部安装于所述俯仰机构，所述头部由所述俯仰机构带动俯仰；旋转机构，所述俯仰机构安装于所述旋转机构，所述头部由所述旋转机构带动旋转；伸缩机构，所述旋转机构安装于所述伸缩机构，所述头部由所述伸缩机构带动伸缩。根据本发明实施例的车载机器人，能够升降、旋转、俯仰，从而满足多角度车内录影、拍照、直播、会议、人机对话、行车记录仪等多场景的功能使用，从而给客户提供更好的智慧用车体验。

Description

车载机器人和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车载机器人和具有其的车辆。

背景技术

相关技术中的车辆，通常设有显示屏以满足客户驾乘方面的需求，但随着现代汽车娱乐化、智能化水平的不断提高，人们对汽车的需求不仅限于传统意义的代步工具，对更多场景的应用提出了使用需求，而目前的汽车对这些新的使用需求的满足情况十分有限，使客户的用车体验不够理想。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车载机器人，该车载机器人能够满足多应用场景的使用需求，从而提供更好的用车体验。

本发明还提出了一种具有上述车载机器人的车辆。

为实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出了一种车载机器人，包括：头部，所述头部设有摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个。俯仰机构，所述头部安装于所述俯仰机构，所述头部由所述俯仰机构带动俯仰；旋转机构，所述俯仰机构安装于所述旋转机构，所述头部由所述旋转机构带动旋转；伸缩机构，所述旋转机构安装于所述伸缩机构，所述头部由所述伸缩机构带动伸缩。

根据本发明实施例的车载机器人，能够升降、旋转、俯仰，从而满足多角度车内录影、拍照、直播、会议、人机对话、行车记录仪等多场景的功能使用，从而给客户提供更好的智慧用车体验。

根据本发明的一些具体实施例，所述俯仰机构的转动轴线沿水平方向延伸；所述旋转机构的转动轴线沿所述伸缩机构的长度方向延伸；所述伸缩机构的伸缩方向沿所述伸缩机构的长度方向延伸。

根据本发明的一些具体实施例，所述俯仰机构包括：俯仰支架，所述俯仰支架的一端通过连接销轴与所述旋转机构铰接，所述俯仰支架的另一端通过驱动销轴与所述旋转机构铰接，所述头部安装于所述俯仰支架；俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置安装于所述旋转支架且与所述驱动销轴传动连接，所述俯仰驱动装置通过所述驱动销轴驱动所述俯仰支架俯仰。

进一步地，所述俯仰驱动装置为减速电机，所述俯仰驱动装置的输出轴通过花键或扁位轴插入所述驱动销轴；所述驱动销轴通过花键或扁位轴插入所述俯仰支架的所述另一端；所述俯仰驱动装置内置有至少一级俯仰减速机构，所述俯仰减速机构包括彼此啮合的俯仰齿轮和俯仰蜗杆。

根据本发明的一些具体实施例，所述连接销轴的朝向所述俯仰支架内部的一端构造有多个弹性卡扣，多个所述弹性卡扣沿所述连接销轴的周向间隔设置。

根据本发明的一些具体实施例，所述俯仰机构还包括：弹性件，所述弹性件分别与所述俯仰支架和所述旋转机构相连，所述弹性件提供促使所述俯仰支架仰起的弹力。

根据本发明的一些具体实施例，所述俯仰机构还包括：角度传感器，所述角度传感器安装于所述俯仰支架且与所述俯仰驱动装置电连接，所述旋转机构设有第一止撞凸起和第二止撞凸起，所述角度传感器通过与所述第一止撞凸起和所述第二止撞凸起配合而限定所述俯仰支架的最大俯仰角度。

根据本发明的一些具体实施例，所述旋转机构包括：旋转驱动装置，所述旋转驱动装置安装于所述伸缩机构；旋转支架，所述旋转支架与所述旋转驱动装置传动连接，所述俯仰机构安装于所述旋转支架。

根据本发明的一些具体实施例，所述旋转机构还包括：固定支架，所述固定支架安装于所述伸缩机构，所述固定支架设有转轴孔，所述旋转支架构造有转轴，所述转轴可转动地配合于所述转轴孔且与所述旋转驱动装置传动连接；第一支撑轴承，所述第一支撑轴承设于所述转轴和所述固定支架之间。

根据本发明的一些具体实施例，所述伸缩机构包括：伸缩驱动装置；丝杆，所述丝杆与所述伸缩驱动装置传动连接；移动杆，所述移动杆套设于所述丝杆，所述移动杆设有与所述丝杆螺纹配合的螺纹孔，所述旋转机构安装于所述移动杆。

根据本发明的一些具体实施例，所述伸缩机构还包括：固定筒，所述移动杆配合于所述固定筒，所述移动杆的外表面设有导轨，所述固定筒的内表面设有导槽，所述导轨可滑动地配合于所述导槽。

进一步地，所述移动杆沿其长度方向分为第一段和第二段；所述螺纹孔形成于所述第一段，所述第一段的横截面的外轮廓为矩形，所述固定筒的横截面的内轮廓为与所述第一段形状适配的矩形，所述导轨设于所述第一段的外表面；所述第二段的横截面的外轮廓为圆形，所述旋转机构安装于所述第二段。

根据本发明的一些具体实施例，所述伸缩机构还包括：端盖，所述端盖安装于所述固定筒的朝向所述旋转机构的一端且封盖所述固定筒和所述第二段之间的间隙，所述端盖通过止挡所述第一段而限定所述移动杆伸出所述固定筒的最大长度。

根据本发明的第二方面的实施例提出了一种车辆，所述车辆包括根据本发明第一方面的实施例所述的车载机器人。

根据本发明实施例的车辆，通过利用根据本发明第一方面的实施例所述的车载机器人，能够提供多样化用车体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的车载机器人的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的车载机器人的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的车载机器人的局部剖视图；

图4是根据本发明实施例的车载机器人的另一个角度的局部剖视图；

图5是根据本发明实施例的车载机器人的旋转支架的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的车载机器人的移动杆的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的车载机器人的伸缩机构的横截面示意图。

附图标记：

车载机器人1、

头部100、

俯仰机构200、俯仰支架210、连接销轴211、驱动销轴212、弹性卡扣213、

俯仰驱动装置220、

角度传感器233、弹性件240、

第一止撞凸起331、第二止撞凸起332、

旋转机构300、过线孔310、旋转驱动装置320、旋转支架330、

固定支架350、转轴孔351、转轴333、第一支撑轴承360、

伸缩机构400、

伸缩驱动装置410、丝杆420、移动杆430、导轨431、第一段432、

第二段433、线束腔434、缓冲条435、

固定筒450、导槽451、

端盖443、第二支撑轴承444、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

下面参考附图描述根据本发明实施例的车载机器人1。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的车载机器人1包括头部100、俯仰机构200、旋转机构300和伸缩机构400。

头部100设有摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个。头部100安装于俯仰机构200，头部100由俯仰机构200带动俯仰。俯仰机构200安装于旋转机构300，头部100由旋转机构300带动旋转。旋转机构300安装于伸缩机构400，头部100由伸缩机构400带动伸缩。

举例而言，车载机器人1沿长度方向依次设置头部100、俯仰机构200、旋转机构300和伸缩机构400。头部100连接在车载机器人1的长度方向的一端，伸缩机构400连接在车载机器人1的长度方向的另一端。头部100连接有信号线，头部100设有显示屏时，可以根据不同工作模式，显示相应的UI页面以模拟表情和工作状态；头部100设有摄像头和语音采集输出系统时，可以在车内摄影、拍照、人机对话中进行影像和音频的采集，并根据人员语音，控制车载APP及其他可控电子器件的运行操作。

根据本发明实施例的车载机器人1，通过在头部100设置摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个，能够识别并传输图像或语音，实现人员与车载机器人1的交互。并且头部100由俯仰机构200带动，由俯仰机构200驱动俯仰，俯仰机构200通过安装于旋转机构300，头部100由旋转机构300带动，沿旋转机构300的转动方向转动，使头部100能够朝向不同位置。此外，头部100由伸缩机构400带动伸缩，使头部100可以在伸缩方向上移动至不同位置，具有更大的活动范围，进而头部100伸缩至更佳的位置。由此，通过设置俯仰机构200、旋转机构300和伸缩机构400，头部100可以实现移动、转动和俯仰三个动作，头部100可以模拟进行点头、抬头、摇头的动作，从而提供更好的进行人机交互功能。

进一步地，通过头部100设置摄像头、显示屏和语音采集输出系统，摄像头或显示屏可以显示机器人表情等相关信息，语音采集输出系统可以进行车内声音采集、录音以及输出，从而满足人机对话交流和音频录音需要。

如此，通过俯仰机构200、旋转机构300和伸缩机构400，可以模拟点头、摇头及伸缩，并配合显示屏与语音采集输出系统实现人机交流互动。头部100可以实现360°旋转，并可以实现升降、俯仰，从而可以在在行车过程中从不同视角对车外及车内进行摄像或拍照，从而满足客户直播、录制视频、车内会议等不同应用场景需要，必要时车载机器人1还可充当行车记录仪。车载机器人1与车载多媒体之间有信号线连接，语音采集输出系统可以对车内语音进行采集、录音，实现有声录音，同时也可以采集客户语音指令，对车载多媒体APP及车内其余电器设备进行智能操控。其中，头部100可以选择设置摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个，从而满足不同功能需求。

因此，根据本发明实施例的车载机器人1，能够满足多应用场景的使用需求，从而提供更好的用车体验。

在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，俯仰机构200的转动轴线沿水平方向延伸。旋转机构300的转动轴线沿伸缩机构400的长度方向延伸。伸缩机构400的伸缩方向沿伸缩机构400的长度方向延伸。

举例而言，由于旋转机构300的转动轴线沿伸缩机构400的长度方向延伸，头部100转动过程中，不与其他零部件干涉，可以实现360°任意无级旋转。俯仰机构200的转动轴线沿水平方向延伸，头部100可以在超过180°的大角度范围的俯仰调节。伸缩机构400的伸缩方向沿伸缩机构400的长度方向延伸，伸缩机构400可以将头部100移动至伸缩机构400的长度的不同位置，从而头部100具有更大的移动范围。从而满足大范围移动、转动和俯仰的动作调节。

在本发明的一些具体实施例中，如图1和图2所示，俯仰机构200包括俯仰支架210和俯仰驱动装置220。

俯仰支架210的一端通过连接销轴211与旋转机构300铰接，俯仰支架210的另一端通过驱动销轴212与旋转机构300铰接，驱动销轴212和连接销轴211同轴设置，头部100安装于俯仰支架210。俯仰驱动装置220安装于旋转支架330且与驱动销轴212传动连接，俯仰驱动装置220通过驱动销轴212驱动俯仰支架210俯仰。

由于俯仰支架210的两端均为铰接连接，俯仰支架210可以通过驱动销轴212和连接销轴211相对旋转机构300转动以进行俯仰。俯仰驱动装置220通过驱动销轴212驱动俯仰支架210俯仰时，连接销轴211配合驱动销轴212对驱动俯仰支架210的带动，从而使俯仰支架210的转动轴线保持水平，保证俯仰支架210转动的稳定性。

进一步地，俯仰驱动装置220为减速电机，俯仰驱动装置220的输出轴通过花键或扁位轴插入驱动销轴212。驱动销轴212通过花键或扁位轴插入俯仰支架210的另一端。

将俯仰驱动装置220设置为减速电机，俯仰驱动装置220运行时，俯仰机构200俯仰过程中可以实现减速效果，俯仰驱动装置220的扭矩传递更精确，从而保证了俯仰角度调节准确性。通过设置花键或扁位轴，使驱动销轴212分别与俯仰驱动装置220的输出轴和俯仰支架210安装，扭矩的传递更加稳定。

进一步地，俯仰驱动装置220内置有至少一级俯仰减速机构，俯仰减速机构包括彼此啮合的俯仰齿轮和俯仰蜗杆。例如，俯仰驱动装置220需要传递的扭矩时，可以根据传递扭矩大小，内置多级俯仰减速机构，即通过多级俯仰齿轮和俯仰蜗杆的配合传动，从而大幅度降低俯仰驱动装置220的载荷，提高俯仰运动的传递效率。并且，蜗杆传动可以使俯仰齿轮和俯仰螺杆自锁，从而实现俯仰运动的锁止。

在本发明的一些具体实施例中，如图4所示，连接销轴211的朝向俯仰支架210内部的一端构造有弹性卡扣213，多个弹性卡扣213沿连接销轴211的周向间隔设置，连接销轴211在设置多个弹性卡扣213的一端形成中空结构。

例如，如图2所示的弹性卡扣213为四个，弹性卡扣213利用其弹性变形能力，可以穿过俯仰支架210的一端与旋转机构300铰接，即弹性卡扣213形成弹臂并与与旋转机构300铰接，通过设置弹性卡扣213，便于连接销轴211的安装，同时使连接销轴211与旋转机构300保持铰接，防止连接销轴211脱离旋转机构300，提高连接销轴211传动的稳定性。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和4所示，俯仰机构200还包括弹性件240。

弹性件240分别与俯仰支架210和旋转机构300相连，弹性件240提供促使俯仰支架210仰起的弹力。例如，弹性件240为套设于驱动销轴212且位于俯仰支架210内的扭簧，扭簧的两端分别钩挂于俯仰支架210和旋转机构300。由于俯仰驱动装置220的俯仰减速机构不论是齿轮减速还是蜗杆减速，啮合齿隙的存在均使得系统会存在微晃，振动稳定性较差，而车载摄像系统要求较强的抗振、防抖性能，同时头部100的重力对俯仰机构200在低头和抬头时负载不同，会导致两个方向动作时噪音和传动速度变化，低头时在重力辅助下，俯仰驱动装置220负载小，转速快，抬头时俯仰驱动装置220负载大，转速慢，两个方向负载差异大，从而噪音差异也大。

为解决上述两个问题，使得俯仰机构200满足车载抗振防抖性能高、噪音舒适性要求高、点头抬头速度一致动作协调的要求。通过设置扭簧，该扭簧扭力需要根据头部100重量及振动冲击实验要求进行匹配设计，保证扭簧扭力大于机器人头部100在振动冲击中的外部冲击载荷，从而使得行车振动的冲击由扭簧变形来承担而不会传导至俯仰机构200，保护了俯仰机构200和头部100。在扭簧作用下，可以使得俯仰减速机构中齿隙始终偏置一侧，有效消除啮合齿隙对俯仰机构200稳定性的影响，提高传动稳定性，避免齿隙带来的微晃。扭簧的引入，在低头过程中，俯仰驱动装置220需要克服扭簧弹力做功，扭簧的弹力阻碍机器人点头，抵消重力加速点头的作用影响。抬头过程中，扭簧中储存的弹性势能释放，扭簧的弹力辅助机器人抬头，从而有效减小重力的影响，使得两边负载接近一致，从而避免载荷不均对俯仰时噪音和速度的影响。

此外，扭簧套设于驱动销轴212且位于俯仰支架210内，进而可以使得扭簧的布置更加紧凑，提高空间的利用率。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和图4所示，俯仰机构200还包括角度传感器233。

角度传感器233安装于俯仰支架210且与俯仰驱动装置220电连接，例如，角度传感器233可以套设于连接销轴211且随俯仰支架210转动。旋转机构300设有第一止撞凸起331和第二止撞凸起332，角度传感器233通过与第一止撞凸起331和第二止撞凸起332配合而限定俯仰支架210的最大俯仰角度。

举例而言，如图2所示，角度传感器233可以获取俯仰支架210的俯仰角度，从而准确控制头部100俯仰位置，并通过第一止撞凸起331和第二止撞凸起332的限位，角度传感器233在第一止撞凸起331和第二止撞凸起332之间俯仰，防止俯仰支架210的俯仰角度过大，而与其他零部件发生干涉。

可以理解地是，角度传感器233被第一止撞凸起331和第二止撞凸起332止挡时，俯仰机构200带动头部100向两个方向俯下至最大角度。

在本发明的一些具体实施例中，如图5所示，旋转机构300设有过线孔310，俯仰驱动装置220的线束穿过过线孔310而伸入伸缩机构400内。

其中，过线孔310沿转动轴线贯通于旋转机构300的中心区域，过线孔310为俯仰驱动装置220的线束提供走线空间，并使俯仰驱动装置220的线束收纳在伸缩机构400内，俯仰驱动装置220的线束走线更加整齐，并防止俯仰驱动装置220的线束外漏。

在本发明的一些具体实施例中，如图1和图2所示，旋转机构300包括旋转驱动装置320和旋转支架330。旋转驱动装置320安装于伸缩机构400。旋转支架330与旋转驱动装置320传动连接，俯仰机构200安装于旋转支架330。

由此，通过旋转驱动装置320驱动旋转支架330绕伸缩机构400转动，俯仰机构200与旋转支架330沿旋转机构300的转动轴线保持轴向固定，旋转支架330可以带动俯仰机构200和头部100共同转动。

可以理解地是，俯仰支架210的一端通过连接销轴211安装于旋转支架330，俯仰支架210的另一端通过驱动销轴212安装于旋转支架330，扭簧的两端分别钩挂于俯仰支架210和旋转支架330，第一止撞凸起331和第二止撞凸起332设置于旋转支架330。如此，旋转支架330即作为旋转机构300的输出部件，又作为俯仰机构200的铰接支点，能够使车载机器人1的结构更加紧凑，避免过多地遮挡车内人员的视线。

进一步地，旋转驱动装置320为减速电机，旋转驱动装置320的输出轴通过花键或扁位轴与旋转支架330传动连接。

将旋转驱动装置320设置为减速电机，旋转驱动装置320运行时，可以实现理想的减速效果，旋转驱动装置320的扭矩传递更精确，从而保证了旋转角度调节的准确性。通过设置花键或扁位轴，使旋转驱动装置320的输出轴和旋转支架330的传动更加稳定。

进一步地，旋转驱动装置320内置有至少一级旋转减速机构，旋转减速机构包括彼此啮合的旋转齿轮和旋转蜗杆。

例如，旋转驱动装置320需要传递的扭矩时，可以根据传递扭矩大小，内置多级旋转减速机构，即通过多级旋转齿轮和旋转蜗杆的配合传动，从而大幅度降低旋转驱动装置320的载荷，提高旋转运动的传递效率。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和图4所示，旋转机构300还包括固定支架350和第一支撑轴承360。

固定支架350安装于伸缩机构400，固定支架350设有转轴孔351，旋转支架330构造有转轴333，转轴333可转动地配合于转轴孔351且与旋转驱动装置320传动连接。第一支撑轴承360设于转轴333和固定支架350之间。

具体地，固定支架350位于旋转机构300的外周侧，第一支撑轴承360连接于固定支架350的内周侧，转轴333穿设于转轴孔351，并通过第一支撑轴承360与固定支架350配合，使旋转支架330能够绕固定支架350转动，通过构造第一支撑轴承360，降低旋转过程中的转轴333和固定支架350的摩擦力，使转动更加顺畅、平稳，减少旋转驱动装置320和固定支架350的磨损，并提供稳定的支撑，以提高旋转机构300的稳定性。

其中，过线孔310可以设置于旋转支架330并贯通转轴333。

在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，伸缩机构400包括伸缩驱动装置410、丝杆420和移动杆430。

丝杆420与伸缩驱动装置410传动连接。移动杆430套设于丝杆420，移动杆430设有与丝杆420螺纹配合的螺纹孔，旋转机构300安装于移动杆430。

伸缩驱动装置410位于伸缩机构400远离旋转机构300的一端，伸缩驱动装置410驱动丝杆420转动，使丝杆420与移动杆430通过螺纹配合实现伸缩的效果，即将丝杆420的转动转化为移动杆430的线性运动，这种螺纹传动的方式，还能有效提升移动杆430的刚性。并且，通过设计丝杆420传动的螺旋角，使伸缩机构400具有自锁能力。

可以理解地是，旋转驱动装置320和固定支架350安装于移动杆430的上端。

进一步地，伸缩驱动装置410为减速电机，伸缩驱动装置410的输出轴通过花键或扁位轴与丝杆420传动连接。

其中，将伸缩驱动装置410设置为减速电机，伸缩驱动装置410运行时，可以实现理想的减速效果，伸缩驱动装置410的扭矩传递更精确，从而保证了伸缩调节的准确性。通过设置花键或扁位轴，使伸缩驱动装置410的输出轴和丝杆420的传动更加稳定。

进一步地，伸缩驱动装置410内置有至少一级伸缩减速机构，伸缩减速机构包括彼此啮合的伸缩齿轮和伸缩蜗杆。

例如，伸缩驱动装置410需要传递的扭矩时，可以根据所需扭矩大小，内置多级伸缩减速机构，即通过多级伸缩齿轮和伸缩螺杆的配合传动，从而大幅度降低伸缩驱动装置410的载荷，提高伸缩运动的传递效率。并且，蜗杆传动可以使伸缩齿轮和伸缩螺杆自锁，从而实现伸缩运动的锁止。

在本发明的一些具体实施例中，如图2和7所示，伸缩机构400还包括固定筒450。

移动杆430配合于固定筒450，移动杆430的外表面设有导轨431，固定筒450的内表面设有导槽451，导轨431可滑动地配合于导槽451。由此，可以限定移动杆430伸缩的路径，保持移动杆430伸缩的稳定性，且固定筒450能够起到支撑和保护移动杆430的作用。此外，伸缩驱动装置410与丝杆420、丝杆420与移动杆430之间以及移动杆430与固定筒450之间，均采用嵌套布置，不仅空间更加的紧凑，也使得丝杆420的刚度得到有效提高，从而避免受载不均、丝杆420刚度弱等引起的丝杆420横向振动、侧弯变形等问题，从而防止传动不平稳和噪音异常。

进一步地，如图6所示，移动杆430沿其长度方向分为第一段432和第二段433。

螺纹孔形成于第一段432，第一段432的横截面的外轮廓为矩形(例如正方形)，固定筒450的横截面的内轮廓为与第一段432形状适配的矩形(例如正方形)，导轨431设于第一段432的外表面。第二段433的横截面的外轮廓为圆形，旋转机构300安装于第二段433。

由于第一段432的横截面的外轮廓与固定筒450的横截面的内轮廓配合，固定筒450可以为第一段432提供支撑，进一步提升了移动杆430的稳定性。第二段433的横截面的外轮廓通过构造成圆形，不仅能够减小占用空间，而且外观更加美观。

进一步地，如图2、图6和图7所示，导轨431为两个且分别设于第一段432的相对两外表面，导槽451为两个且分别设于固定筒450的相对两内表面，两个导轨431与两个导槽451一一对应地配合。

由此，导轨431和导槽451在伸缩机构400相对的两侧均相互配合导向，移动杆430和固定筒450伸缩过程的受力更加平衡，提升了伸缩的稳定性。且由于第一段432的横截面的外轮廓为矩形，可以将两个导轨431在有限空间内最大限度地设计于横向尺寸外侧，从而使两个导轨431的宽度最大化，以进一步提升稳定性和支撑刚度。在本发明的一些具体实施例中，如图6所示，第二段433为中空结构以在内部形成线束腔434。

具体地，线束腔434为圆柱形空腔，与过线孔310的位置对应，俯仰驱动装置220的线束穿过过线孔310与旋转驱动装置320的线束一并收纳在线束腔434内，此外，线束腔434还可以收纳例如头部100的信号线等其他线束，使线束走线更加整齐，并防止线束外漏，保护线束的同时提升美观性。

在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，伸缩机构400还包括端盖443。

端盖443安装于固定筒450的朝向旋转机构300的一端(即上端)且封盖固定筒450和第二段433之间的间隙，即端盖443构造有适于第二段433穿过的圆形孔。通过设置端盖443封盖固定筒450和第二段433之间的间隙，可以保证灰尘不会进入伸缩机构400的内部，提升伸缩机构400的可靠性。并且，端盖443通过止挡第一段432而限定移动杆430伸出固定筒450的最大长度。由此，端盖443将第一段432始终止挡并保持固定筒450内，保证固定筒450和移动杆430的配合连接牢固。

其中，端盖443可以为两个，位于第二段433径向的两侧，以方便安装。

在本发明的一些具体实施例中，如图7所示，导轨431的横截面和导槽451的横截面为相互适配的等腰梯形。

移动杆430与固定筒450伸缩移动时，导轨431和导槽451的横截面构造为等腰梯形，能够更好的进行导向及承载，保证配合稳定性的同时，避免载荷传递至中部丝杆420，使得丝杆420始终处于固定筒450的中心区域布置。进而丝杆420受到的载荷更加均匀，有效提高丝杆420刚度，并提高了伸缩机构400的稳定性和承载能力。

进一步地，如图7所示，导轨431和导槽451之间设有缓冲条435。

缓冲条435为导轨431和导槽451滑动提供阻尼，有效吸收丝杆420的传动间隙导致的微晃，从而提升导轨431和导槽451之间滑动的稳定性，并且通过设置缓冲条435，还可以降低导轨431和导槽451的加工精度要求，降低加工难度。

在本发明的一些具体实施例中，伸缩机构400还包括第二支撑轴承444。

第二支撑轴承444设于丝杆420和固定筒450之间。第二支撑轴承444在丝杆420和固定筒450之间承受载荷，可以减小固定筒450与丝杆420的磨损，并提升固定筒450与丝杆420传动的稳定性。并且，第二支撑轴承444与第一支撑轴承360共同形成简支结构，从而进一步提高了伸缩机构400的刚度。

下面描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例的车载机器人1，车载机器人1可以安装在车内仪表台处。

根据本发明实施例的车辆，通过利用根据本发明上述实施例的车载机器人1，能够提供多样化用车体验。

具体而言，车载机器人1的头部100可以设置摄像头、显示屏、语音采集输出系统，下部支撑机构可以实现升降、俯仰和旋转三个动作。可以通过显示屏显示机器人表情等相关信息，语音采集输出系统进行车内声音采集、录音以及输出，从而满足人机对话交流和音频录音需要；头部100可以实现360°任意无级旋转，超过180°的大角度范围的俯仰角度无级调节，以及高度方向上的升降，不仅可以通过俯仰和旋转机构，模拟车载机器人1进行点头、摇头动作，更好进行人机交流；同时可以在行车过程中从不同视角对车外及车内进行有声摄像或拍照，从而满足客户直播、录制视频、车内会议等不同应用场景需要，必要时还可充当行车记录仪；车载机器人1与车载多媒体之间有信号线连接，语音采集输出系统可以对车内语音进行采集、录音，实现有声录音，同时也可以采集客户语音指令，对车载多媒体APP及车内其余电器设备进行智能操控。

根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种车载机器人，其特征在于，包括：

头部，所述头部设有摄像头、显示屏和语音采集输出系统中的至少一个。

俯仰机构，所述头部安装于所述俯仰机构，所述头部由所述俯仰机构带动俯仰；

旋转机构，所述俯仰机构安装于所述旋转机构，所述头部由所述旋转机构带动旋转；

伸缩机构，所述旋转机构安装于所述伸缩机构，所述头部由所述伸缩机构带动伸缩。

2.根据权利要求1所述的车载机器人，其特征在于，所述俯仰机构的转动轴线沿水平方向延伸；

所述旋转机构的转动轴线沿所述伸缩机构的长度方向延伸；

所述伸缩机构的伸缩方向沿所述伸缩机构的长度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的车载机器人，其特征在于，所述俯仰机构包括：

俯仰支架，所述俯仰支架的一端通过连接销轴与所述旋转机构铰接，所述俯仰支架的另一端通过驱动销轴与所述旋转机构铰接，所述头部安装于所述俯仰支架；

俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置安装于所述旋转支架且与所述驱动销轴传动连接，所述俯仰驱动装置通过所述驱动销轴驱动所述俯仰支架俯仰。

4.根据权利要求3所述的车载机器人，其特征在于，所述俯仰驱动装置为减速电机，所述俯仰驱动装置的输出轴通过花键或扁位轴插入所述驱动销轴；

所述驱动销轴通过花键或扁位轴插入所述俯仰支架的所述另一端；所述俯仰驱动装置内置有至少一级俯仰减速机构，所述俯仰减速机构包括彼此啮合的俯仰齿轮和俯仰蜗杆。

5.根据权利要求3所述的车载机器人，其特征在于，所述连接销轴的朝向所述俯仰支架内部的一端构造有多个弹性卡扣，多个所述弹性卡扣沿所述连接销轴的周向间隔设置。

6.根据权利要求3所述的车载机器人，其特征在于，所述俯仰机构还包括：

弹性件，所述弹性件分别与所述俯仰支架和所述旋转机构相连，所述弹性件提供促使所述俯仰支架仰起的弹力。

7.根据权利要求3所述的车载机器人，其特征在于，所述俯仰机构还包括：

角度传感器，所述角度传感器安装于所述俯仰支架且与所述俯仰驱动装置电连接，所述旋转机构设有第一止撞凸起和第二止撞凸起，所述角度传感器通过与所述第一止撞凸起和所述第二止撞凸起配合而限定所述俯仰支架的最大俯仰角度。

8.根据权利要求1所述的车载机器人，其特征在于，所述旋转机构包括：

旋转驱动装置，所述旋转驱动装置安装于所述伸缩机构；

旋转支架，所述旋转支架与所述旋转驱动装置传动连接，所述俯仰机构安装于所述旋转支架。

9.根据权利要求8所述的车载机器人，其特征在于，所述旋转机构还包括：

固定支架，所述固定支架安装于所述伸缩机构，所述固定支架设有转轴孔，所述旋转支架构造有转轴，所述转轴可转动地配合于所述转轴孔且与所述旋转驱动装置传动连接；

第一支撑轴承，所述第一支撑轴承设于所述转轴和所述固定支架之间。

10.根据权利要求1所述的车载机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括：

伸缩驱动装置；

丝杆，所述丝杆与所述伸缩驱动装置传动连接；

移动杆，所述移动杆套设于所述丝杆，所述移动杆设有与所述丝杆螺纹配合的螺纹孔，所述旋转机构安装于所述移动杆。

11.根据权利要求10所述的车载机器人，其特征在于，所述伸缩机构还包括：

固定筒，所述移动杆配合于所述固定筒，所述移动杆的外表面设有导轨，所述固定筒的内表面设有导槽，所述导轨可滑动地配合于所述导槽。

12.根据权利要求11所述的车载机器人，其特征在于，所述移动杆沿其长度方向分为第一段和第二段；

所述螺纹孔形成于所述第一段，所述第一段的横截面的外轮廓为矩形，所述固定筒的横截面的内轮廓为与所述第一段形状适配的矩形，所述导轨设于所述第一段的外表面；

所述第二段的横截面的外轮廓为圆形，所述旋转机构安装于所述第二段。

13.根据权利要求12所述的车载机器人，其特征在于，所述伸缩机构还包括：

端盖，所述端盖安装于所述固定筒的朝向所述旋转机构的一端且封盖所述固定筒和所述第二段之间的间隙，所述端盖通过止挡所述第一段而限定所述移动杆伸出所述固定筒的最大长度。

14.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-13中任一项所述的车载机器人。

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